Tengo un paquete de baterías que me gustaría usar como fuente para todos mis componentes alimentados por batería en una bicicleta para ir al trabajo.

Mi paquete incluye (10) celdas de 1.2V conectadas en serie:

{[+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -]}  
|                                                  |
└--------------------- 12 V -----------------------┘

El problema es que algunos de mis dispositivos funcionan con (2) baterías AA, algunos toman (4) y algunos requieren 12V. Lo que me gustaría hacer es:

• conecte todos los dispositivos a un paquete común, eliminando la necesidad de baterías individuales y simplificando la recarga
• utiliza un diseño robusto, resistente a las vibraciones y a la intemperie
• use un diseño apropiado para componentes de bajo amperaje
• suministrar todos los componentes con una eficiencia de prácticamente el 100 %
• fácil de mantener (es decir, identificar y reemplazar periódicamente las celdas defectuosas)

De toda la investigación que puedo encontrar, parece haber dos soluciones comunes:

1) agregue convertidores electrónicos de CC a CC listos para usar para reducir el voltaje a 6 V y 3 V respectivamente, y acepte la ineficiencia de conversión.

2) empalmar la serie en puntos específicos para crear tres circuitos.

{[+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -]} 
|         |              |                         |
└- 2.4 V -┘              |                         |
|                        |                         |
└-------- 6 V -----------┘                         |
|                                                  |
└--------------------- 12 V -----------------------┘

3) una tercera opción es simplemente vivir con el peso extra. Alimente cada componente por separado e independientemente, y recargue/reemplace las baterías según sea necesario.

Cada una de estas opciones tiene sus desventajas. Pero el #2 parece ser el más prometedor. El problema más obvio es que la carga se distribuye de manera desigual entre las celdas del paquete. Si pudiera superar eso, entonces creo que tenemos una solución ganadora.

Así que mi pregunta es esta:

¿Es posible, utilizando un cableado inteligente y una electrónica mínima, suministrar tres voltajes diferentes desde el mismo paquete de baterías recargables de NiMH?

Se agradecen todos los comentarios, sugerencias e ideas.

Mi mejor conjetura hasta ahora es la siguiente:

• combinando un temporizador y relés para hacer esencialmente un interruptor de dos polos y cinco tiros que recorrerá cada par de celdas cada minuto más o menos, proporcionando un flujo constante de 2.4v
• combinando un temporizador y relés para hacer esencialmente un interruptor de dos polos y dos tiros que recorrerá la mitad de las celdas cada minuto más o menos, proporcionando un flujo constante de 6v
• conectando todos los dispositivos de 12v al paquete como de costumbre

Desafortunadamente, estoy atascado en los relés y en cómo conectar el temporizador para disparar los relés, todo mientras mantengo tres circuitos independientes. También me gustaría mantener las cosas compactas. No es práctico tener una placa de circuito del tamaño de una caja de zapatos además del paquete de baterías. Idealmente, me gustaría empacar todo en un estuche impermeable Pelican 1010 .

Al principio pensé que podía usar diodos y conectar todo en una gran masa, pero abandoné esa opción después de algunas pruebas anteriores. Parecía que los diodos se estaban calentando terriblemente, lo que por supuesto significa que estaban disipando mucha energía que se suponía iba a los componentes.

Otra alternativa que he considerado es un regulador de voltaje de diodo Zener. Esto combinaría bien con una aplicación de bajo amperaje y una electrónica mínima, pero desafortunadamente también sufre de ineficiencia de conversión.

Para el registro, mis componentes son:

+---------------------------+---------+--------------+-------+  
| component                 | voltage | usage        | draw  |  
+---------------------------+---------+--------------+-------+  
| tail light                | 3V      | night time   |  25mA |  
| headlight                 | 6V      | night time   | 250mA |  
| cycling computer          | 3V      | always       |   1mA |  
| turn signals (automotive) | 12V     | intermittent |  55mA |  
+---------------------------+---------+--------------+-------+  

La buena noticia es que, dado que todos estos dispositivos funcionan con baterías, toleran las fluctuaciones de voltaje normales de la química de la batería.

Planes futuros:
sistema de recarga hub-dynamo de 6v